home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Just Call Me Internet / Just Call Me Internet.iso / docs / protocol / rfc / rfc_txt / rfc0000 / rfc0321.txt < prev    next >
Text File  |  1997-08-06  |  21KB  |  748 lines
  1.  
  2.  
  3.  
  4.  
  5.  
  6.  
  7. Network Working Group                                  Peggy M. Karp
  8. Request for Comments:  321                             MITRE
  9. NIC #9608                                              24 March 1972
  10. Related RFCs:  313
  11. Categories: F
  12.  
  13.  
  14.                     CBI Networking Activity at MITRE
  15.  
  16.  
  17.      This RFC is in response to Tom O'Sullivan's probe for comments
  18.  
  19. on Computer Based Instruction. MITRE is currently doing some pre-
  20.  
  21. liminary work in the area,at the present time limited to use of CAI-
  22.  
  23. related network resources.
  24.  
  25.      The most expedient way for me to respond is by attaching excerpts
  26.  
  27. taken from a recent status report prepared for internal MITRE use,
  28.  
  29. intended for staff not generally familiar with the ARPANET. Comments
  30.  
  31. directed at specific items in Tom's attachment will follow in a future
  32.  
  33. RFC.
  34.  
  35.      We welcome comments on our activities and would like to partici-
  36.  
  37. pate in any CBI dialogs that take place.
  38.  
  39.  
  40.  
  41.  
  42.  
  43.  
  44.  
  45.  
  46.  
  47.  
  48.  
  49.  
  50.  
  51.  
  52.  
  53.  
  54.  
  55.  
  56.  
  57.  
  58.                                                                 [Page 1]
  59.  
  60.                        STATUS OF IR&D TASK 9780
  61.                   ARPA NETWORK STUDIES AND EXPERIMENTS
  62.  
  63.  
  64. 1.0  OBJECTIVES
  65.  
  66.      MITRE/Washington became a node in the ARPA computer network in
  67.  
  68. September 1971 when a Terminal Interface Message Processor (TIP) was
  69.  
  70. installed. Since that time MITRE's use of the network has largely
  71.  
  72. been supported by IR&D funds. The objectives of the IR&D Network
  73.  
  74. Studies are:
  75.  
  76.      (a)  to promote the use of the network resources in an
  77.  
  78.           operational mode within MITRE to increase the computer
  79.  
  80.           capabilities available for supporting sponsor's work;
  81.  
  82.      (b)  to use the ARPANET itself as a research tool for
  83.  
  84.           conducting computer networking experiments; and
  85.  
  86.      (c)  to demonstrate the use of ARPANET resources to extend
  87.  
  88.           the capabilities of existing systems.
  89.  
  90.      Specifically, the proposed objectives are:
  91.  
  92.      (1)  to select ARPANET resources that can be used to support
  93.  
  94.           identified MITRE projects and to demonstrate how these
  95.  
  96.           resources can be used;
  97.  
  98.  
  99.  
  100.  
  101.  
  102.  
  103.  
  104.  
  105.  
  106.  
  107.  
  108.  
  109.  
  110.  
  111.                                                                 [Page 2]
  112.  
  113.      (2)  to use the ARPANET as a research tool to conduct data
  114.  
  115.           sharing experiments to study techniques for data handling
  116.  
  117.           on a computer network; and
  118.  
  119.      (3)  to demonstrate the feasibility of using remote
  120.  
  121.           resources on the ARPANET to augment the capabilities
  122.  
  123.           of the TICCIT* system.
  124.  
  125.  
  126.  
  127. *The principle use of the TICCIT (Time-Shared Interactive Computer
  128.  Controlled Information Television) system has been for Computer
  129.  Assisted Instruction (CAI). A TICCIT/CAI system is currently being
  130.  developed by MITRE under a National Science Foundation (NSF) grant.
  131.  
  132.  
  133.  
  134.  
  135.  
  136.  
  137.  
  138.  
  139.  
  140.  
  141.  
  142.  
  143.  
  144.  
  145.  
  146.  
  147.  
  148.  
  149.  
  150.  
  151.  
  152.  
  153.  
  154.  
  155.  
  156.  
  157.  
  158.  
  159.  
  160.  
  161.  
  162.  
  163.  
  164.                                                                 [Page 3]
  165.  
  166. 2.0  APPROACH
  167.  
  168.      The IR&D Network Studies and Experiments project requires soft-
  169.  
  170. ware development on selected ARPANET Host computers and extensive
  171.  
  172. exercising of network resources. The approach taken to fulfill the
  173.  
  174. project objectives involves effort in three areas.
  175.  
  176.      Task area I is designed to build up ARPANET usage by MITRE.
  177.  
  178. Task II involves conducting data sharing experiments on the network
  179.  
  180. utilizing software being built by MITRE at several network sites.
  181.  
  182. Task III is intended to demonstrate the use of CAI-related network
  183.  
  184. resources to augment the TICCIT/CAI system.
  185.  
  186.      The specific activities involved in each task area are discussed
  187.  
  188. below.
  189.  
  190. 2.3  Task III - Demonstrate Extensions to TICCIT System Capabilities
  191.      ---------------------------------------------------------------
  192.      That Are Possibly by Drawing on ARPANET Resources
  193.      -------------------------------------------------
  194.  
  195.      The structure of the ARPANET is such that it is technically
  196.  
  197. possible to combine resources on the network to form a "distributed
  198.  
  199. system." A first step in this direction would be to use network
  200.  
  201. resources to augment a special-purpose system connected at one of the
  202.  
  203. nodes. The special-purpose system would serve as the vertex of the
  204.  
  205. distributed system, dynamically drawing on network resources to
  206.  
  207. perform specific functions.
  208.  
  209.  
  210.  
  211.  
  212.  
  213.  
  214.  
  215.  
  216.  
  217.                                                                 [Page 4]
  218.  
  219.      The TICCIT/CAI system is a good candidate for demonstrating the
  220.  
  221. feasibility of the concept of a distributed system. However, rather
  222.  
  223. than initially connecting TICCIT to the network, resources on the
  224.  
  225. network will first be used to demonstrate how they could augment the
  226.  
  227. capabilities of TICCIT
  228.  
  229.      Task III is organized as three subtasks to demonstrate that the
  230.  
  231. range of curriculum material can be extended, to demonstrate that the
  232.  
  233. TICCIT/CAI system can be supplemented with specialized CAI systems
  234.  
  235. that use AI techniques, and to demonstrate that TICCIT system resources
  236.  
  237. and capabilities can be augmented by using computing and storage
  238.  
  239. resources available on the network.
  240.  
  241.      (a)  Demonstrate that the range of curriculum
  242.           material can be extended.
  243.  
  244. The range of curriculum material offered by the TICCIT/CAI system can
  245.  
  246. be extended by using network resources.  Two areas that were selected
  247.  
  248. for the demonstration are mathematics and computer science.
  249.  
  250.      The Culler-Fried On-Line Graphics-Oriented system available on
  251.  
  252. the IBM 360/75 at the University of California at Santa Barbara (UCSB)
  253.  
  254. was selected for use in mathematics courses.  A collection of diverse
  255.  
  256. systems and languages will be selected to demonstrate how they can be
  257.  
  258. incorporated in a computer science curriculum.
  259.  
  260.      The following tasks are necessary for demonstrating that the
  261.  
  262. range of curriculum material can be extended:
  263.  
  264.      *  learn the use and structure of the Culler Fried system.
  265.  
  266.      *  use the Culler-Fried system over the network using an
  267.  
  268.  
  269.  
  270.                                                                 [Page 5]
  271.  
  272. IMLAC graphics display terminal.
  273.  
  274.      *  design sample courses for demonstration of the use of
  275.  
  276.         the Culler-Fried system in a mathematics curriculum.
  277.  
  278.      *  develop software to incorporate the use of the Culler-
  279.  
  280.         Fried system in the sample courses and demonstrate.
  281.  
  282.      *  prepare a sample computer science curriculum and demonstrate
  283.  
  284.         how the wide range of systems on the network can be utilized
  285.  
  286.         in a typical computer science curriculum.
  287.  
  288.      *  determine and document the technical specifications required
  289.  
  290.         for a TICCIT/CAI system interface.
  291.  
  292.      (b)  Demonstrate that the TICCIT/CAI system can be supplemented
  293.           with specialized CAI systems that use AI techniques.
  294.  
  295. There are two network resources utilizing AI techniques that have been
  296.  
  297. applied to computer assisted instruction tasks: SCHOLAR and LOGO.
  298.  
  299. SCHOLAR is a mixed-initiative rather than a frame-oriented CAI system.
  300.  
  301. LOGO is a LISP-based programming language designed to study whether
  302.  
  303. notions and skills of formal reasoning and problem-solving can be
  304.  
  305. taught. We will investigate if these systems can be used to supple-
  306.  
  307. ment the TICCIT system and, if possible, will demonstrate their use.
  308.  
  309.      The following tasks are required:
  310.  
  311.      *  investigate the use of SCHOLAR on the TENEX system
  312.  
  313.         at BBN over the network.
  314.  
  315.      *  investigate the use of LOGO and the "turtle" over the
  316.  
  317.         network from the PDP-10 at MIT/AI and/or from TENEX at BBN.
  318.  
  319.      *  demonstrate the use of the systems over the network.
  320.  
  321.  
  322.  
  323.                                                                 [Page 6]
  324.  
  325.      *  determine and document the requirements for an interface
  326.  
  327.         with the TICCIT system.
  328.  
  329.      (c)  Demonstrate that TICCIT system resources and capabilities
  330.           can be augmented by using computing and storage resources
  331.           available on the network.
  332.  
  333. It should be possible for the TICCIT/CAI system to substantially in-
  334.  
  335. crease its capacity by using large data storage devices on the ARPANET
  336.  
  337. for storing student records and curriculum and by using some Host
  338.  
  339. computer to run complex statistical analysis programs to analyze and
  340.  
  341. evaluate student progress and course content.
  342.  
  343.      In order to demonstrate that such a scheme is possible, the
  344.  
  345. following tasks are necessary:
  346.  
  347.      *  determine format and requirements for curriculum
  348.  
  349.         material and student records.
  350.  
  351.      *  develop a method to store and retrieve data on a
  352.  
  353.         demand basis.
  354.  
  355.      *  select a Host on the network and develop software
  356.  
  357.         for a demonstration.
  358.  
  359.      *  determine and document requirements for an interface
  360.  
  361.         with the TICCIT system.
  362.  
  363. 3.0  PROGRESS OF WORK
  364.  
  365.      In this section the progress of the work associated with each
  366.  
  367. task is presented.  Both achievements and problems encountered are
  368.  
  369. discussed.  The manpower expended thus far for each subtask is given
  370.  
  371. in graphic form, together with a proposed schedule for completing
  372.  
  373.  
  374.  
  375.  
  376.                                                                 [Page 7]
  377.  
  378. the work.
  379.  
  380. 3.3  Task III - Demonstrate Extensions to TICCIT System Capabilities
  381.      ---------------------------------------------------------------
  382.      That Are Possible by Drawing on ARPANET Resources
  383.      -------------------------------------------------
  384.  
  385.      Many of the resources on the ARPANET were designed as stand
  386.  
  387. alone systems not intended for use over the network nor for facile
  388.  
  389. interfacing with other systems.  Thus we have found that more work
  390.  
  391. than initially was estimated is needed to use the selected CAI-related
  392.  
  393. systems over the network.  Therefore we plan to fulfill the goals of
  394.  
  395. each subtask by demonstrating the use of selected resources over the
  396.  
  397. network but will not attempt to interconnect the systems in any
  398.  
  399. fashion during FY1972.  A proposal to investigate the notion of a
  400.  
  401. distributed CAI system using ARPANET resources is under preparation.
  402.  
  403.      The status of our progress in using CAI-related resources over
  404.  
  405. the network is presented below.
  406.  
  407.      (a)  Demonstrate that the range of curriculum material
  408.           can be extended.
  409.  
  410. The Culler-Fried (C-F) On-Line Graphics-Oriented system at UCSB was
  411.  
  412. selected to demonstrate its use in mathematics curriculum.  The system
  413.  
  414. has been used successfully in a variety of courses at UCSB, including
  415.  
  416. chemistry, mathematics, and economics(30,31,32,33,35).
  417.  
  418.      The Culler-Fried system's normal mode of operation is with two
  419.  
  420. keyboards and a Tektronics graphics display device. The keys on the
  421.  
  422. second keyboard are "function" keys; for example, by pressing a single
  423.  
  424. key the user can initiate complex actions such as displaying a plot
  425.  
  426.  
  427.  
  428.  
  429.                                                                 [Page 8]
  430.  
  431. of a convolution function(35). The system can also be used to provide
  432.  
  433. online access to the 360/75 system to remotely control the execution
  434.  
  435. of programs. The latter service is currently available on the network
  436.  
  437. through TELNET. Access to the system was made possible by defining a
  438.  
  439. mapping from ASCII characters (sent as the "network virtual terminal")
  440.  
  441. to characters expected by the OLS. Thus it is often necessary to type
  442.  
  443. a sequence of characters on a TTY-type device to invoke the action of
  444.  
  445. a single function key. Under the current implementation, graphics
  446.  
  447. output to the network is suppressed.
  448.  
  449.      We plan to demonstrate the use of the C-F system on an IMLAC
  450.  
  451. graphics device attached to our TIP. During the first phase of our
  452.  
  453. implementation, we will not simulate the C-F function keyboard but
  454.  
  455. will enter our graphics input using the procedures defined for use
  456.  
  457. via TELNET. For output, UCSB agreed to provide a new output processor
  458.  
  459. which will no longer suppress graphics output, but will map it into
  460.  
  461. the remote graphics capabilities as provided by IMLAC (Figure 3).
  462.  
  463. Such a system was implemented in early February but due to the
  464.  
  465. character-oriented nature of the IMLAC device available to us, the
  466.  
  467. resolution was unsatisfactory. We have now defined a low-level
  468.  
  469. graphics protocol.  UCSB has agreed to send graphics output to us
  470.  
  471. using this protocol.  We have had to program new processes for the
  472.  
  473. IMLAC and are now debugging the new programs.  Due to the limited
  474.  
  475. core available on the particular IMLAC that we are using (4K 16 bit
  476.  
  477. words) which limits the size of internal display lists, we will not
  478.  
  479.  
  480.  
  481.  
  482.                                                                 [Page 9]
  483.  
  484. be able to plot very complex graphs.  However, the software being
  485.  
  486. developed is general and can be moved to an IMLAC with larger core
  487.  
  488. capacity.  We currently send alphanumeric input from a TTY or 3300
  489.  
  490. and divert the graphics output to the IMLAC.
  491.  
  492.      When we can access the Culler-Fried system for graphics output
  493.  
  494. successfully via the network, we plan to modify the IMLAC programs to
  495.  
  496. permit alpha input from the IMLAC keyboard.  We also plan to investi-
  497.  
  498. gate the possibility of attaching a function keyboard to the IMLAC.
  499.  
  500. Lastly, we intend to investigate the use of TICCIT display devices
  501.  
  502. with the TIP.  A sample mathematics course will be designed to assist
  503.  
  504. in demonstration of the CAI applications of the Culler-Fried system.
  505.  
  506. We are currently studying the past uses of the system in a CAI mode.
  507.  
  508.      We have not yet investigated computer science curriculums.  We
  509.  
  510. plan to get inputs from the ACM Committee on Computer Science Educa-
  511.  
  512. tion(36,37) and to visit universities in the Washington area.  This
  513.  
  514. activity is scheduled to commence in April.
  515.  
  516.      (b)  Demonstrate that the TICCIT/CAI system can be supplemented
  517.           with specialized CAI systems that use AI techniques.
  518.  
  519. The two network resources selected for demonstration are SCHOLAR and
  520.  
  521. LOGO.  Both systems are implemented in LISP and are currently avail-
  522.  
  523. able over the network on the TENEX system at BBN.  A version of LOGO
  524.  
  525. with a "display turtle" is available on the PDP-10 at MIT/AI, however,
  526.  
  527. they do not yet have their NCP implemented and thus are not currently
  528.  
  529. accessible over the network. There is also a version of LOGO on the
  530.  
  531. TENEX system at SRI/AI. They also are not currently connected to the
  532.  
  533.  
  534.  
  535.                                                                [Page 10]
  536.  
  537. network and we have not investigated their version.
  538.  
  539.      We used SCHOLAR over the network in January with a data base
  540.  
  541. provided by BBN to review the knowledge of a student in the geography
  542.  
  543. of South America(38,39).
  544.  
  545.      The LOGO system at MIT/AI is perhaps the most impressive system
  546.  
  547. for use in a demonstration due to the availability of a "display
  548.  
  549. turtle". The system is currently being used remotely by the Bridge
  550.  
  551. School in Lexington, Massachusetts. We visited the school and observed
  552.  
  553. a class in session. We also attended an undergraduate class in Applied
  554.  
  555. Math at MIT that was learning turtle geometry.
  556.  
  557.      Seymour Papert of MIT expects the MIT/AI PDP-10 to be up on the
  558.  
  559. network by the middle of April(40). He has agreed to modify his system
  560.  
  561. to interface with our IMLAC via the network using the low-level graphics
  562.  
  563. protocol that we specified. He has developed many courses and games
  564.  
  565. using LOGO(41,42,43,44,45) that provide sufficient material for use
  566.  
  567. in demonstrating the system. A real turtle may be available in early
  568.  
  569. summer to run from our TIP.
  570.  
  571.      We have used the LOGO system at BBN via the network. Since the
  572.  
  573. system is continually being modified, Dr. Feurzeig agreed to put a
  574.  
  575. clean version on the RAND TENEX for our use. BBN's LOGO does not
  576.  
  577. currently have a display turtle, however, they are willing to imple-
  578.  
  579. ment one. Even without the display turtle, courseware that has been
  580.  
  581. developed for teaching mathematics provides sufficient material for
  582.  
  583. us to work from(46,47). A radio controlled turtle has been designed
  584.  
  585.  
  586.  
  587.  
  588.                                                                [Page 11]
  589.  
  590. at BBN. It may be possible to obtain the specifications and have one
  591.  
  592. built at MITRE to run from our TIP.
  593.  
  594.      (c)  Demonstrate that TICCIT system resources and capabilities
  595.           can be augmented by using computing and storage resources
  596.           available on the network.
  597.  
  598. Work has not begun on this subtask.  However, much of the software
  599.  
  600. developed for the data sharing experiments can be used to store and
  601.  
  602. retrieve data on a demand basis.
  603.  
  604.      We have received preliminary curriculum material from TICCIT
  605.  
  606. personnel. We expect to interact with them to determine more speci-
  607.  
  608. fically the format and requirements for curriculum material and student
  609.  
  610. records.
  611.  
  612.        [ This RFC was put into machine readable form for entry ]
  613.        [ into the online RFC archives by BBN Corp. under the   ]
  614.        [ direction of Alex McKenzie.                   12/96   ]
  615.  
  616.  
  617.  
  618.  
  619.  
  620.  
  621.  
  622.  
  623.  
  624.  
  625.  
  626.  
  627.  
  628.  
  629.  
  630.  
  631.  
  632.  
  633.  
  634.  
  635.  
  636.  
  637.  
  638.  
  639.  
  640.  
  641.                                                                [Page 12]
  642.  
  643. REFERENCES
  644.  
  645. 30.  Ewig, C. S., Gerig, J. T., and Harris, D. P., "An Interactive
  646.      On-Line Computing System and Its Use in Chemistry Education",
  647.      Department of Chemistry, UCSB.
  648.  
  649. 31.  Howard, J. A., and Wood, R. C., "Computer Assisted Instruction
  650.      in Engineering Using On-Line Computation", _Journal_of_Engineering_
  651.      _Education_.
  652.  
  653. 32.  Sullivan, J. J., "Computer Based Instruction in Economics: A
  654.      Report on Facilities and Applications at UCSB", paper presented
  655.      at a conference on Computers in Undergraduate Curricula,
  656.      University of Iowa, Iowa City, Iowa, 1970.
  657.  
  658. 33.  Wood, R. C., and Bruch, J. C., Jr., "Teaching Complex Variable
  659.      with an Interactive Computer System", article submitted for
  660.      review and publication in _IEEE_Transactions_on_Education_, July
  661.      1970.
  662.  
  663. 34.  Wood, R. C., and Howard, J. A., "An Interactive Computer Class-
  664.      room, _Educational_Research_and_Methods_Journal_, Vol. 2, No. 4,
  665.      June 1970, pp. 29-31.
  666.  
  667. 35.  "UCSB On-Line System Manual", NIC #6502, September 1971.
  668.  
  669. 36.  "Curriculum 68", _Communications_of_the_ACM_. Vol. 11. No. 3.
  670.      March 1968, pp. 151-197.
  671.  
  672. 37.  Teichroew, D., ed., "Education Related to the Use of Computers
  673.      in Organizations", _Communications_of_the_ACM_, Vol. 14, No. 8,
  674.      September 1971, pp. 573-588.
  675.  
  676. 38.  Carbonell, Jaime R., "AI in CAI: An Artificial Intelligence
  677.      Approach to Computer-Assisted Instruction", _IEEE_Transactions_
  678.      _on_Man-Machine_Systems_, Vol. MMS-11, No. 4, December 1970,
  679.      pp. 190-202.
  680.  
  681. 39.  Carbonell, Jaime R., "Mixed-Initiative Man-Computer Instructional
  682.      Dialogues", BBN Report No. 1971, 31 May 1970.
  683.  
  684. 40.  Williams, R. W., "LOGO Manual", MIT/AI, Draft memo, 9 April 1971.
  685.  
  686. 41.  Papert, S., and Solomon, C., "Twenty Things To Do with a Computer",
  687.      MIT Artificial Intelligence Laboratory internal report, June 1971.
  688.  
  689. 42.  Papert, S., "A Computer Laboratory for Elementary Schools",
  690.      MIT/AI Memo No. 246, LOGO Memo No. 1, October 1971.
  691.  
  692.  
  693.  
  694.                                                                [Page 13]
  695.  
  696. 43.  Papert, S., "Teaching Children Thinking", MIT/AI Memo No. 247,
  697.  
  698.      LOGO Memo No. 2, October 1971.
  699.  
  700. 44.  Papert, S., "Teaching Children to be Mathematicians vs. Teaching
  701.      About Mathematics", MIT/AI Memo No. 249, LOGO Memo No. 4,
  702.      July 1971.
  703.  
  704. 45.  Papert, S., and Solomon, C., "NIM: A Game-Playing Program",
  705.      MIT/AI Memo No. 254, LOGO Memo No. 5, January 1970.
  706.  
  707. 46.  INFORMATION PROCESSING MODELS AND COMPUTER AIDS FOR HUMAN
  708.      PERFORMANCE
  709.  
  710.      Final Report, Section 3: Feurzeig, W., and Lukas, G., "Program-
  711.      ming Languages as a Tool for Cognitive Research", BBN Report
  712.      No. 2187, 30 June 1971.
  713.  
  714. 47.  PROGRAMMING-LANGUAGES AS A CONCEPTUAL FRAMEWORK FOR TEACHING
  715.      MATHEMATICS, BBN Report No. 2165, 30 June 1971.
  716.  
  717.           Volume 1, Part 1: Feurzeig, W., Lukas, G., "An Introductory
  718.              LOGO Teaching Sequence".
  719.  
  720.              Part 2: Lukas, J. D., and Lukas, G., "LOGO
  721.                 Teaching Sequence on Logic".
  722.  
  723.              Part 3: Feurzeig, W., Lukas, G., and Grant, R.,
  724.                 "LOGO Reference Manual".
  725.  
  726.           Volume 2, Part 1: Grant, P., Falflick, P., and Feurzeig, W.,
  727.              "LOGO Teaching Sequences on Numbers".
  728.  
  729.              Part 2: Feurzeig, W., Lukas, G., and Grant, R.,
  730.                 "LOGO Functions and Equations".
  731.  
  732.           Volume 3, Part 1: Lukas, G., Falflick, P., and Feurzeig, W.,
  733.              "LOGO Strategy in Problem-Solving".
  734.  
  735.              Part 2: Lukas, G., and Feurzeig, W., "LOGO
  736.                 Story Problems in Algebra".
  737.  
  738.           Volume 4: Weiner, W. B., Morgan, C. R., and Feurzeig, W.,
  739.              "The LOGO Processor, A Guide for System Programmers".
  740.  
  741.  
  742.  
  743.  
  744.  
  745.  
  746.  
  747.                                                                [Page 14]
  748.